Дроны помогают исследователям следить за пшеницей на Высоких равнинах
Исследовательский питомник суходольных сортов пшеницы Texas A&M AgriLife Research в районе Бушленда еженедельно мониторится с помощью дронов, что позволяет селекционерам наблюдать изменения почти в реальном времени.
Доктор Джеки Радд, селекционер пшеницы AgriLife Research в Амарилло, сообщил, что в питомнике суходольной пшеницы средняя урожайность сортов обычно составляет 30 бушелей с акра (около 2 тонн с гектара). Однако в некоторые годы из-за засухи и других условий она может падать до 8–10 бушелей с акра.
- Текущая ситуация: Посев в питомнике был проведён 11 октября при хорошей влажности почвы. Всходы были отличными, но затем дожди прекратились, и с тех пор осадков не было. Растения выживают исключительно за счёт влаги из глубоких слоёв почвы, но её запасы практически исчерпаны.
- Сравнение с прошлым: Текущий год близок к экстремально засушливому 2011 году, когда урожайность упала до 8–12 бушелей с акра. Однако тогда некоторые сорта дали 18 бушелей, что демонстрирует важность генетических различий.
- Сеть питомников: Аналогичные суходольные питомники расположены в разных частях штата (Равнины Роллинг, Южные равнины и др.) для оценки большого количества генетических линий в различных условиях Великих равнин.
Необычная проблема с корнями
Во время обследования полей Радд обнаружил тревожное явление: многие растения, внешне выглядящие нормально, легко выпадают из почвы.
"Я никогда не видел ничего подобного – приличное на вид растение почти без корневой шейки", – отметил Радд.
По наблюдению физиолога растений доктора Цинву Сюэ, причина в том, что из-за сильной сухости у растений не сформировались корни корневой шейки (crown roots). Они выживают только за счёт семенных корней (seedling roots), которые недостаточно развиты, чтобы поддерживать крупное надземное растение. Это явление наблюдается единообразно во всём суходольном питомнике и на соседних полях.
Роль дронов в селекции
Традиционный метод оценки 5000 делянок в питомнике – пеший обход с записью в блокноте – занимает 3–4 часа. Использование дронов кардинально меняет процесс:
- Эффективность: Полёт дрона над всем полем занимает 10–15 минут.
- Детальность данных: С помощью камер дроны
еженедельно фиксируют:
- Скорость формирования посевов осенью.
- Реакцию на холод (потерю листовой площади).
- Динамику весеннего отрастания и "озеленения" (spring green-up) у разных сортов.
- Биомассу, площадь листьев, спектральную отражательную способность.
- Верификация: Данные с дронов проверяются "на земле" (ground-truth), чтобы убедиться в их корректности.
Перспективы для селекции
- Анализ засухоустойчивости: Одна и та же селекционная линия выращивается как в суходольном, так и в орошаемом питомнике (где ожидается урожай более 100 бушелей с акра). Сравнение данных урожайности и с дронов с этих двух участков даст уникальную возможность визуализировать и оценить засухоустойчивость (drought resistance) для каждой линии.
- Принятие решений: Дроны предоставляют больше данных за меньшее время, позволяя отслеживать развитие растений в течение сезона и корректировать, на каких группах материала сосредоточиться к уборке урожая.